Фізіологія_навч.посіб._О.А.Кащенко, О.М.Поспєлов та ін., за ред. О.А.Шандри_ОНМедУ, 2013-288 с

Фізіологія — одна з фундаментальних наук серед медико-біологічних дисциплін, що вивчаються у вищих навчальних закладах. Вона має за мету дослідження закономірностей функцій цілісного організму людини і його структур (систем, органів, тканини) в їх сукупності та взаємодії організму з навколишнім середовищем.

Вивчення фізіології як навчальної дисципліни значною мірою базується на виконанні студентами фізіологічного практикуму, зміст якого постійно ускладнюється і вдосконалюється. З огляду на сучасні тенденції введення до навчального процесу нових методик дослідження та альтернативних методів навчання, виникла необхідність у виданні даного навчального посібника для практичної і самостійної роботи студентів.

Запропонований посібник має на меті ознайомити студентів з основними сучасними методиками дослідження функцій організму людини, що наближає до виконання завдань практичної медицини. Деякі практичні роботи підвищеної складності пропонується відтворювати у вигляді демонстрації за допомогою матеріалів навчальних комп’ютерних програм і відеофільмів з подальшим розв’язанням наведених у посібнику ситуаційних завдань. Такий підхід виділяє цей посібник серед наявних сьогодні і дозволяє студентам отримати безпосереднє підтвердження теоретичним положенням, засвоїти сучасні методи фізіологічних досліджень та здобути основні практичні навички ще до безпосереднього контакту з пацієнтами, що дозволить знизити імовірність помилкових дій у майбутній професійній діяльності лікаря.

Даний навчальний посібник повністю охоплює всі залікові модулі, передбачені програмою МОЗ України відповідно до викладання дисцип-

ліни «Фізіологія» за кредитно-модульною системою. До складу першого розділу посібника «Загальна фізіологія», який відтворює перший модуль, увійшло 6 змістових модулів (глав): вступ у фізіологію, фізіологія збудливих тканин, нервова регуляція функцій організму, роль центральної нервової системи (ЦНС) у регуляції рухових функцій, роль автономної нервової системи (АНС) в регуляції вісцеральних функцій, гуморальна регуляція та роль ендокринних залоз у регуляції вісцеральних функцій організму.

Другий розділ «Фізіологія вісцеральних систем: крові, кровообігу, дихання» містить теми відповідних глав із фізіології крові, кровообігу та процесів дихання.

Третій розділ присвячений фізіологічним процесам метаболізму, терморегуляції, травлення, виділення, аналізаторам та вищій нервовій діяльності. Кожний розділ супроводжується контрольними питаннями, тестовими завданнями, схемами і таблицями, що дозволяє студентам підготуватися до ліцензійного іспиту «Крок-1», а також сприяє активізації їх пізнавальної та творчої діяльності, усвідомленому засвоєнню фізіології, яка є базою для подальшого вивчення спеціальних дисциплін майбутніми фахівцями. Викладені у посібнику матеріали здатні покращити розуміння тем, що вивчаються з курсу фізіології, забезпечити міждисциплінарний інтегрований зв’язок знань студентами, оскільки матеріал викладається з урахуванням загальних знань з курсів біології, медичної фізики, анатомії та гістології, медичної хімії, патологічної фізіології і фармакології.

Навчальний посібник розрахований на студентів, аспірантів і викладачів вищих медичних навчальних закладів.

Глава 1. ВСТУП

У ФІЗІОЛОГІЮ

Конкретні цілі:

1.Пояснювати фізіологічні основи методів дослідження функцій організму в експерименті і під час дослідження функцій людини за умов різних фізіологічних станів.

2.Трактувати поняття «фізіологічна система» організму і роль механізмів регуляції у досягненні пристосувальних реакцій.

3.Аналізувати етапи становлення фізіології як фундаментальної дисципліни та роль окремих науковців на кожному з її етапів.

1.1. ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ ФІЗІОЛОГІЇ. МЕТОДИ ФІЗІОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Мотиваційна характеристика теми. Фізіоло-

гія, будучи основою медицини, необхідна для розуміння та аналізу фізіологічних процесів, що перебігають в організмі, і механізмів їх регуляції, які забезпечують життєдіяльність у мінливих умовах зовнішнього та внутрішнього середовищ. Розуміння завдань і змісту фізіології, а також методів дослідження функцій організму необхідні для практичної діяльності лікаря.

Мета заняття:

1.Ознайомити студентів з методами фізіологічних досліджень.

2.Студенти повинні засвоїти поняття: функція, подразнення, збудження, подразливість, збудливість.

Питання до усного і тестового контролю:

1.Фізіологія як наука, що вивчає об’єктивні закономірності функцій організму людини і його структур (систем, органів, тканин, клітин) в їх єдності та взаємодії організму з зовнішнім середовищем.

2.Фізіологія як наукова основа медицини, що вивчає функції організму, шляхи збереження здоров’я і працездатності. Значення фізіології в підготовці лікаря.

3.Методи фізіологічних досліджень: спостереження, експериментування, моделювання.

4.Рівні будови організму людини і його функції. Єдність організму і зовнішнього середовища

5.Фізіологічна характеристика функцій, їх параметри. Взаємозв’язок між структурою і функцією. Вікові та статеві особливості функцій.

6.Функції клітин, тканин, органів, фізіологічних систем організму. Гомеостаз і гомеокінез.

Питання до письмової відповіді:

1.Дайте визначення нормальної фізіології як науки. Перерахуйте основні принципи фізіології людини.

2.Перерахуйте методи фізіологічних досліджень і опишіть переваги електричних подразнень перед іншими видами подразнень.

3.Сформулюйте, що таке подразливість, збудливість і збудження.

4.Перерахуйте фізіологічні властивості нервової та м’язової тканин. Дайте їм характеристику.

5.Дайте визначення порогу подразнення.

Програма практичної роботи на занятті:

1.Ознайомлення з кафедрою та її оснащенням для навчальної та наукової підготовки.

2.Ознайомлення з науковим напрямом кафедри.

Глава 2. ФІЗІОЛОГІЯ

ЗБУДЛИВИХ ТКАНИН

Конкретні цілі:

1.Пояснювати механізми розвитку мембранного потенціалу спокою (МПС) і мембранного потенціалу дії (МПД) у нервових і м’язових волокнах, інтерпретувати їх параметри.

2.Пояснювати механізми дії електричного струму на збудливі тканини, інтерпретувати вплив електричних імпульсів із різними параметрами на мембранні потенціали (МП) нервових і м’язових волокон.

3.Робити висновки про збудливість нервових

ім’язових волокон на підставі величини порога деполяризації.

4.Пояснювати механізми та закономірності проведення нервового імпульсу нервовими волокнами, інтерпретувати причини порушення провідності.

5.Пояснювати механізми хімічної передачі збудження крізь нервово-м’язовий синапс.

6.Інтерпретувати механізми блокади нерво- во-м’язового проведення збудження.

7.Пояснювати механізми сполучення збудження і скорочення в поперечно-смугастих м’я- зових волокнах, скорочення і розслаблення.

8.Інтерпретувати залежність характеру скорочення м’язів від сили і частоти подразнення.

9.Інтерпретувати роль факторів, від яких залежить сила скорочення м’язів.

2.1. ДОСЛІДЖЕННЯ МЕМБРАННИХ ПОТЕНЦІАЛІВ. ПОТЕНЦІАЛ СПОКОЮ

Мотиваційна характеристика теми. Для практичної діяльності лікаря має значення розуміння властивостей збудливих тканин та механізмів виникнення збудження в нервовій і м’я- зовій тканинах, оскільки функція будь-якого органа можлива тільки за умов збудження в збудливих тканинах.

Мета заняття. Знати:

1.Будову, властивості і функції клітинних мем-

бран.

2.Іонні механізми виникнення МПС.

3.Властивості збудливих тканин.

Питання до усного і тестового контролю:

1.Подразливість, збудливість як основа реакції тканини на подразнення. Збудження.

2.Сучасні уявлення про будову і функції клітинних мембран.

3.Іонні канали мембран, їх види, функції. Іонні градієнти клітини — іонна асиметрія.

4.Транспорт іонів крізь мембрани. Іонні насоси мембран, їх функції.

5.Рецептори мембран, їх функції.

6.Мембранний потенціал спокою, механізми походження, методи реєстрації. Параметри МПС

ійого фізіологічна роль.

Питання до письмової відповіді:

1.Намалювати схему будови клітинної мембрани.

2.Побудувати графік МПС збудливої клітини.

3.Охарактеризувати рівень обмінних процесів у збудливій клітини в стані спокою.

4.Пояснити, що таке калієвий рівноважний потенціал.

5.Описати іонні насоси мембран, механізм їх роботи в стані спокою мембран.

6.Описати рецептори клітинних мембран, їх види і функції.

7.Описати сучасні методики реєстрації МПC.

Програма практичної роботи на занятті: до-

слідження механізмів виникнення і методів реєстрації електричних потенціалів збудливих тканин.

Методика реєстрації електричних потенціалів м’язів людини

Для роботи необхідні: біопідсилювач; осци-

лограф; нашкірні електроди; набір вантажів 1, 3,

5 кг; ізотонічний розчин натрію хлориду; дезінфікуючий розчин, шматочки марлевої тканини; закріплююча гумова стрічка.

Об’єкт дослідження — людина.

Проведення роботи. Дослідження рекомендується проводити на кількох випробуваних, оскільки в цьому випадку буде помітна різниця індивідуальних реакцій. Реєстрацію кожного показника експериментатор проводить на обох руках, визначаючи їх виразність і симетричність.

Реєстрацію електричної активності м’язів — електроміографію (ЕМГ) людини використовують з діагностичною метою в клініці під час функціональних досліджень та за умов м’язових дисфункціональних станів. Залежно від мети ЕМГ виконують під час довільних рухів досліджуваних м’язів, під впливом вантажу та під дією стимуляції. Шкіру плеча над m. biceps обробляють дезінфікуючим розчином, потім ізотонічним розчином натрію хлориду. Перевіряють міжелектродний опір, який у нормі не перевищує 40–50 кОм. Після цього підбирають відповідний коефіцієнт посилення під час тестового згинання руки в ліктьовому суглобі з вагою 5 кг. Реєструють калібрувальний сигнал. За цим досліджуваному пропонують підняти вагу 1 або 3 кг. Під час цього на моніторі осцилографа реєструють виникаючі біопотенціали. Проводять реєстрацію біопотенцалів на початку роботи, через 2–3 хв та під час стомлення м’яза. Після 5–10 хв відпочинку повторно реєструють потенціали під час роботи з великим навантаженням (3 або 5 кг). Спостерігають за характером зміни потенціалів м’язів. Потім проводять таку ж саму роботу на іншій руці та порівнюють результати.

Оформлення результатів і їх оцінка. Занесіть до протоколу отримані показники. Порівняйте результати кількох випробуваних. Зробіть висновки.

Тестові завдання до самоконтролю рівня знань

1.За допомогою мікроелектродної техніки вимірювали МП мотонейронів спинного мозку собаки. При цьому виявлено деполяризацію нейронів після дії фармпрепарату. З чим це може

бути пов’язано?

A. ↑ проникності мембрани для Na+ B. ↓ проникності мембрани для K+ C. ↓ проникності для Na+

D. ↓ проникності мембрани для Cl- E. ↓ проникності мембрани для Ca2+

2.У тварини за допомогою мікроелектродної техніки вимірювали МП мотонейрона спинного мозку. Виявлено гіперполяризацію мембрани нейрона після дії фармпрепарату. З чим це може

бути пов’язано?

A. ↑ проникності мембрани для Ca2+ B. ↑ проникності мембрани для K+ C. ↓ проникності для K+

D. ↑ проникності для Na+ E. ↓ проникності для Cl-

3.Усередині клітини в стані спокою концентрація К+:

A. Більше ніж зовні в 30–40 разів B. Менше ніж зовні в 30–40 разiв C. Менше ніж зовні в 10–15 разів D. Більше ніж зовні в 10–15 разів E. Дорівнює концентрації К+ зовні

4.В експерименті досліджували пороги подразнення різних тканин тварини. У яких тканинах був виявлений найнижчий поріг подразнення?

A. У кардіоміоцитах

B. У міоцитах гладких м’язів

C. У мотонейронах спинного мозку D. У міоцитах скелетних м’язів

E. У залозистих клітинах

5.Якщо у позаклітинній рідині збільшиться концентрація К+, то абсолютна величина МП ...,

азбудливість клітини ...

A.Зменшиться … збільшиться

B.Збільшиться … збільшиться

C.Збільшиться … зменшиться

D.Зменшиться … не зміниться

E.Не зміниться … не зміниться

6. Якщо у позаклітинній рідині зменшиться концентрація К+, то абсолютна величина МП ...,

азбудливість клітини ...

A.Зменшиться … збільшиться

B.Збільшиться … збільшиться

C.Збільшиться … зменшиться

D.Зменшиться … не зміниться

E.Не зміниться … не зміниться

7.МПС переважно залежить від ... крізь мембрану клітини:

A. Вихідного струму К+ B. Вхідного струму К+ C. Вихідного струму Na+ D. Вхідного струму Na+ E. Вхідного струму Ca2+

8.Якщо проникність мембрани для К+ збільшиться, то її збудливість …, а абсолютна величина МП …

A. Зменшиться ... збільшиться B. Збільшиться ... збільшиться C. Не зміниться ... збільшиться D. Зменшиться ... зменшиться E. Зменшиться ... не зміниться

9.Усередині збудливої клітини в стані спокою концентрація Na+:

A. Менша ніж зовні в 10–15 разів B. Менша ніж зовні в 2–3 рази C. Більша ніж зовні в 10–15 разів D. Більша ніж зовні в 2–3 рази E. Дорівнює концентрації зовні

10.У збудливої клітини в стані спокою проникність клітинної мембрани найбільша для іонів ...

A. К+ B. Na+ C. Са2+

D.Cl-

E.Mg2+

Відповіді

1.А, 2.В, 3.А, 4.С, 5.А, 6.С, 7.А, 8.А, 9.А, 10.А.

Тестові завдання до самоконтролю за програмою «Крок-1»

1.Чим загрожує небезпечне для життя отруєння ботулінічним токсином, який блокує вхід іонів Са2+ в нервові закінчення аксонів мотонейронів?

A. Розвитком блювання B. Зупинкою серця

C. Розладом тонусу судин D. Зупинкою дихання E. Розвитком проносу

2.Внаслідок блокади іонних каналів мембрани клітини її МПС зменшився від –90 до –70 мВ. Які канали заблоковані?

A. Na+ B. K+ C. Ca2+ D. Mg2+ E. Cl-

3.Під час дослідження ізольованої збудливої клітини встановлено, що поріг сили подразнення клітини істотно зменшився. Що із зазначеного може бути причиною цього?

A.Блокада утворення енергії (E) в клітині

B.Інактивація Na+ каналів

C.Інактивація Ca2+ каналів

D.Активація K+ каналів

E.Активація Na+ каналів мембраною

4.Внаслідок активації іонних каналів зовнішньої мембрани збудливої клітини значно збільшився її МПС. Які канали були активовані?

A. Швидкі K+

B. Na+ C. K+

D. Повільні Ca2+

E. Na+ і Ca2+

5.У збудливої клітини повністю заблокували процеси утворення E. Як змінився за даних умов рівень МП?

A. Незначно збільшився B. Незначно зменшився C. Істотно зменшився D. Зник

E. Істотно збільшився

6.У людини необхідно оцінити рівень збудливості нерва. Яку величину для цього необхідно визначити?

A. МПС

B. Порогову силу подразника

C. Критичний рівень деполяризації (КРД) D. Амплітуду потенціалу дії

E. Тривалість МПД